마그마의 생성과 마그마의 냉각으로 나타나는 화성암에 대해 알아보겠습니다.
마그마의 생성 원리
마그마의 생성 원리에 대해 알아보겠습니다.
일반적으로 지구 내부의 온도는 암석의 용융 온도에 도달하지 못합니다. 이 때문에 지구 내부에서는 마그마가 생성되기는 어렵습니다.
하지만, 지구 내부에서 환경 변화가 일어나면 암석이 용융되어 마그마가 생성됩니다.
마그마의 생성원리는 크게 3가지가 있습니다.
첫째로 온도 상승에 의한 대륙 지각의 용융으로로 마그마가 생성됩니다. 이때는 유문암질 마그마가 생성됩니다.
두 번째로는 압력 감소에 의해 맨틀이 용융되어 마그마가 생성됩니다. 이때는 현무암질 마그마가 생성됩니다.
마지막으로 물에 의해 맨틀의 용융 온도가 하강하는 경우가 있습니다. 이때도 현무암질 마그마가 생성됩니다.
마그마의 생성 장소
마그마의 생성 장소에 대해 알아보겠습니다.
마그마의 생성 장소는 해령 하부, 베니오프대, 열점 등에서 마그마가 생성됩니다.
해령 하부에서는 맨틀 물질이 상승하여 압력이 감소하면 맨틀 물질이 부분 용융되어 주로 현무암질 마그마가 생성됩니다. 부분 용융 상태라는 것은 암석을 구성하는 광물 중 온도가 낮은 광물을 용융되고 용융 온도가 높은 광물은 용융되지 않을 때 용융된 액체 상태의 물질과 용융되지 않은 고체 상태의 물질이 섞여 있는 상태를 부분 용융 상태라고 합니다. 그리하여 해령에서는 주로 현무암질 마그마가 분출됩니다.
베니오프대에서는 해양판이 섭입하여 온도와 압력이 상승하게 됩니다. 온도와 압력 상승으로 인해 해양 지각과 퇴적물에 포함된 물이 빠져나오게 됩니다. 이 빠져나온 물의 영향으로 연약권을 구성하는 광물의 용융 온도가 낮아져 주로 현무암질 마그마가 생성됩니다. 이 현무암질 마그마가 대륙지각 하부에 도달하면 대륙 지각을 이루고 있는 암석이 가열되어 유문암질 마그마가 생성됩니다. 또한 상승한 현무암질 마그마와 유문암질 마그마가 혼합되어 안산암질 마그마가 생성될 수 있습니다. 베니오프대가 발달하는 수렴형 경계에서는 주로 안산암질 마그마가 분출하게 됩니다.
열점에서 생성되는 마그마는 맨틀 물질이 상승하여 압력이 감소하면 맨틀 물질이 부분 용융되어 주로 현무암질 마그마가 생성됩니다.
마그막의 냉각과 화성암
마그마가 냉각된 화성암에 대해 알아보겠습니다.
마그마가 냉각된 상태에 따라서 화산암과 심성암으로 구분할 수 있습니다.
먼저 화산암은 마그마가 지표 부근이나 지표에서 비교적 빠르게 굳어 식어진 암석입니다. 냉각 속도가 빨라 광물 결정이 충분히 성장하지 못하기 때문에 세립질 조직이나 유리질 조직이 됩니다. 여기서 세립질 조직은 결정의 크기가 작은 것을 의미하고 유리질 조직은 결정을 형성하지 못한 조직을 의미합니다. 용암이 급격하게 냉각되면서 수축하는 과정에서 주상 절리가 형성되기도 합니다.
한국에 있는 화산암 지형은 울릉도, 독도, 제주도 등이 있습니다. 특히 제주도는 신생대의 화산 활동으로 전체 면적의 90% 이상이 현무암류로 이루어져 있으며 용암 동굴과 육각기둥 모양의 주상 절리가 많습니다.
다음으로 심성암은 마그마가 지표까지 도달하지 못하고 지하 깊은 곳에서 냉각된 암석입니다. 광물 결정이 크게 성장하여 조립질 조직을 형성합니다. 여기서 조립질 조직은 결정의 크기가 큰 조직을 의미합니다. 지하 깊은 곳의 심성암이 융기하여 지표로 드러나면 압력 감소에 의한 판상 절리 형태가 나가나기도 합니다.
한국에 있는 심성암 지형의 예시로는 북한산, 불암산, 울산 바위 등이 있습니다. 심성암으로 이루어진 지형은 대부분 화강암으로 이루어져 있습니다. 이 지형들의 화강암은 지하 깊은 곳에서 형성된 다음 상부 지층의 침식에 의해 지표에 노출된 형태입니다. 지표로 상승하는 과정에서 압력이 낮아지면 판상으로 갈라진 판상 절리가 많이 발달하게 됩니다.
화성암을 화산암과 심성암으로 분류하는 것 이외에도 규소와 산소를 얼마나 포함하고 있느냐에 따라 화성암을 분류합니다.
이산화 규소 함량이 52% 이하인 암석을 염기성암, 이산화 규소 함량이 52%~63%인 암석을 중성암, 이산화 규소함량이 63% 이상인 암석을 산성암이라고 부릅니다.
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